Mittlere Kolbengeschwindigkeit
Bei jeder Kurbelwellenumdrehung legt der Kolben den Hub zweimal zurück – hinauf und hinunter. Daraus folgt seine mittlere Geschwindigkeit.
vm=2·s·n
Umstellen nach
- vm
- mittlere Kolbengeschwindigkeit m/s
- s
- Hub mm · m
- n
- Motordrehzahl 1/min · 1/s
Die Formel umgestellt
- nach vm mittlere Kolbengeschwindigkeitvm=2·s·n
- nach s Hubs=vm2·n
- nach n Motordrehzahln=vm2·s
Größen und Einheiten
| Zeichen | Größe | Einheiten |
|---|---|---|
| vm | mittlere Kolbengeschwindigkeit | m/s |
| s | Hub | mm, m |
| n | Motordrehzahl | 1/min, 1/s |
Merke
Je Umdrehung 2 · Hub, also v_m = 2 · s · n – Hub in m und Drehzahl in 1/s einsetzen (1/min durch 60). Pkw-Ottomotoren erreichen bei Nenndrehzahl etwa 15 … 20 m/s.
In der Praxis
Die Kolbengeschwindigkeit begrenzt die Drehzahl: Massenkräfte, Reibung und Verschleiß an Kolben, Ringen und Zylinderlaufbahn steigen mit ihr stark an. Darum drehen Langhuber und große Motoren niedriger als kurzhubige Sportmotoren.
Beispiel
Ein Motor mit 80,5 mm Hub dreht mit 6000 1/min. Wie groß ist die mittlere Kolbengeschwindigkeit?